PHP陣列記憶體利用率低和弱型別詳細解讀

這兩天任務提前完成，可以喘口氣沉澱一下，深入學習學習php。其實本來是想了解一下php效能優化相關的東西，但被網上的一句「php陣列記憶體利用率低，c語言100mb的記憶體陣列，php裡需要1g」驚到了。php真的這麼耗記憶體麼？於是藉此機會了解了php的資料型別實現方式。

先來做個測試：

<?php echo memory_get_usage() , '

'; $start = memory_get_usage();

$a = array();

for ($i=0; $i<1000; $i++)

$end = memory_get_usage();

echo memory_get_usage() , '

'; echo 'ar**:', ($end - $start)/1000 ,'bytes' , '

';所得結果：

353352

437848

ar**:84.416bytes

1000個元素的整數陣列耗費記憶體(437848 - 353352)位元組，約合82kb，也就是說每個元素所佔記憶體84位元組。在c語言中，乙個int佔位是4位元組，整體相差了20倍。

但是網上又說memery_get_usage()返回的結果不全是陣列占用，還包括php本身的一些結構，因此，換種方式，採用php內建函式生成陣列試試：

<?php $start = memory_get_usage();

$a = array_fill(0, 10程式設計客棧000, 1);

$end = memory_get_usage(); //10k elements array;

echo 'ar**:', ($end - $start )/10000,'byte' , '

';輸出為：

ar**:54.5792byte

比剛才略好，但也54位元組，確實差了10倍左右。

究其原因，還得從php的底層實現說起。php是一種弱型別的語言，不分int，double，string之類的，統一乙個'$'就能解決所有問題。php底層由c語言實現，每個變數都對應乙個zval結構，其詳細定義為：

typedef struct _zval_struct zval;

struct _zval_struct ;

php使用union結構來儲存變數的值，zval中zvalue_value型別的value變數即為乙個union，定義如下：

typedef union _zvalue_value str;

hashtable *ht; /* hash table value */

zend_object_value obj; /*object value */

} zvalue_value;

union型別占用記憶體的大小有其最大的成員所佔的資料空間決定。在zvalue_value中，str結構體的int佔4位元組，char指標佔4位元組，故整個zvalue_value所佔記憶體為8位元組。

zval的大小即為8 + 4 + 1 + 1 = 14位元組。

注意到zvalue_value中還有乙個hashtable是做什麼的？zval中，陣列、字串和物件還需要另外的儲存結構，陣列的儲存結構即為hashtable。

hashtable定義給出：

typedef struct _hashtable hashtable;

除了幾個記錄table大小，所含元素數量的屬性變數外，bucket被多次使用到，bucket是如何定義的：

typedef struct bucket bucket;

有點像乙個鍊錶，bucket就像是乙個鍊錶節點，有具體的資料和指標，而hashtable就是乙個array，儲存著一串bucket元素。php中多維陣列的實現，不過就是bucket裡面存著另乙個hashtable罷了。

算一算hashtable需要占用39個位元組，bucket需要33個位元組。乙個空的陣列就需要占用14 + 39 + 33 = 86個位元組。bucket 結構需要 33 個位元組，鍵長超過四個位元組的部分附加在 bucket 後面，而元素值很可能是乙個 zval 結構，另外每個陣列會分配乙個由 arbuckets 指向的 bucket 指標陣列，雖然不能說每增加乙個元素就需要乙個指標，但是實際情況可能更糟。這麼算來乙個陣列元素就會占用 54 個位元組，與上面的估算幾乎一樣。

從空間的角度來看，小型陣列平均代價較大，當然乙個指令碼中不會充斥數量很大的小型陣列，可以以較小的空間代價來獲取程式設計上的快捷。但如果將陣列當作容器來使用就是另一番景象了，實際應用經常會遇到多維陣列，而且元素居多。比如10k個元素的一維陣列大概消耗540k記憶體，而10k x 10 的二維陣列理論上只需要 6m 左右的空間，但是按照 memory_get_usage 的結果則兩倍於此，[10k,5,2]的三維陣列居然消耗了23m，小型陣列確實是划不來的。

php陣列記憶體利用率低的原因，講到這裡，接下來的文章將解讀php陣列操作的具體實現。

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記憶體利用率

HashMap的記憶體利用率

linux查詢記憶體真是利用率

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